О происхождении C₄H и CH₃OH в протозвёздных оболочках

В астробиологическом контексте особый интерес представляют механизмы синтеза органических молекул различных видов в протозвёздных оболочках и других объектах, связанных с областями звездообразования. В работе J. Lindberg и др. представлены оценки лучевых концентраций C₄H и метанола в направлении на 40 протозвёзд. Из этих протозвёзд шестнадцать объектов в молекулярных облаках из созвездий Змееносца и Южной Короны наблюдались самими авторами.

Молекулы C₄H и CH₃OH считаются представителями двух различных групп органических соединений. Метанол (наряду с диметиловым эфиром, метилформиатом и др.) относится к группе молекул, предположительно синтезируемых на поверхностях пылевых частиц в результате последовательной гидрогенизации молекулы CO. Соответственно, шкала протозвёздного коллапса в этом случае должна быть достаточно длинной, чтобы углерод в газовой фазе до вымораживания успел перейти в состав молекул оксида углерода. Если коллапс происходит быстрее, углерод вымораживается в виде атомов, и его поверхностная химия приводит к формированию молекул, не содержащих кислорода, — метана, ацетилена и др. Их последующее испарение инициирует формирование в газовой фазе молекул второй группы — ненасыщенных углеродных цепочек, подобных C₄H.

Анализ наблюдений, выполненный авторами, показал, что в этой довольно большой выборке корреляция между лучевыми концентрациями C₄H и CH₃OH отсутствует. Этот факт в сочетании с имеющимися интерферометрическими наблюдениями тех же источников приводит к выводу, что фрагменты объекта, излучающие в линиях этих двух молекул, пространственно разделены. Излучение метанола генерируется в газе, который был на короткое время нагрет до температур порядка 70–100 K. Излучение C₄H рождается в более протяжённой и холодной оболочке, в которой происходит испарение метана из ледяных мантий пылинок. Это вывод подтверждается различиями в лучевых скоростях линий метанола и C₄H и найденными сильными корреляциями лучевых концентраций c-C₃H₂ и C₄H, а также лучевых концентраций метанола и формальдегида.